Automatización

Circuitos integrados de grafeno

30 octubre, 2012

La electrónica moderna tiene sus inicios en los ensayos realizados mediante tubos de vacío a comienzos del siglo XX. Mediante estos elementos se hizo posible la manipulación de señales, algo que no podía realizarse con la tecnología existente en ese momento.
Aplicaciones que se realizaban con los tubos de vacío era amplificar las señales de radio y de sonido débiles, permitiendo superponer señales de sonido a las ondas de radio. El avance tecnológico de los tubos de vacío, posibilitó el rápido avance de las telecomunicaciones antes de la II Guerra Mundial y el desarrollo de las primeras computadoras.

Actualmente los tubos de vacío has sido reemplazados por el transistor. El transistor permite las mismas funciones que el tubo de vacío, pero con un costo, peso y potencia más bajos, y una mayor fiabilidad.

Podemos considerar que el primer transistor se inventó en 1947, cuando William Shockley, John Bardeen y Walter Brattain lo desarrollaron para la compañía Bell Telephone. Dadas sus características permitió el desarrollo de los circuitos integrados y las computadoras.
Los transistores se basan en las propiedades de conducción eléctrica de materiales semiconductores, como el germanio (1948) o el silicio (1954). Particularmente, el transporte eléctrico en estos dispositivos se da a través de uniones, formadas por el contacto de materiales semiconductores, donde los portadores de carga son de distintos tipos: huecos (tipo P) o electrones (tipo N).

Las propiedades de conducción eléctrica de las uniones se ven modificadas dependiendo de la polaridad y de la magnitud del voltaje aplicado, donde se reproduce el efecto amplificador que se obtenía con las válvulas.

Los principales desarrollos en la tecnología de los transistores se producen posteriormente en la década de los 60 y 70, gracias a la investigación asociada a la era espacial, permitiendo el desarrollo del circuito integrado. Estos dispositivos pueden contener centenares de miles de transistores en un pequeño trozo de material, permitiendo la construcción de circuitos electrónicos complejos, como los de los microordenadores o microcomputadoras, equipos de sonido y vídeo, y satélites de comunicaciones.

El primer circuito Integrado fue creado por Jack Kilby en la empresa Texas Instruments en el año de 1959. A partir de 1966 los Circuitos Integrados comenzaron a fabricarse por millones y en la actualidad se considera una pieza esencial en los aparatos electrónicos.

Actualmente, en febrero de 2010, científicos de IBM crearon un transistor de grafeno capaz de funcionar a una frecuencia de 100 GHz. Construyendo el primer circuito integrado con transistores de este revolucionario material, que permitirá fabricar microprocesadores, sensores y sistemas de comunicación mucho más veloces que los actuales.

El avance, desvelado en la revista Science, consiste en un mezclador de radiofrecuencia de banda ancha -a 10 GHz- y está construido sobre una oblea de silicio.

Esto supone el primer paso para fabricar circuitos integrados de grafeno de la misma manera en que se fabrican los de silicio, ya que el proceso es el mismo para ambos materiales.

Como ya vimos en anteriores post (Grafeno, material del futuro y Grafeno: propiedades, características y aplicaciones), el grafeno, derivado del grafito, es carbono en estado puro. Con propiedades entre semiconductor y metal.

Se trata de un material muy resistente, 200 veces más que el acero, extremadamente flexible y un excelente conductor de electricidad.

 Post publicado por: Jorge García

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